Michael Lock a reçu un diagnostic de maladie de Parkinson il y a près de deux décennies. C’était une progression graduelle que le résident de Crown Point, dans l’Indiana, a pu tenir à distance en prenant un mélange de médicaments, mais son état a commencé à s’aggraver au cours des cinq dernières années.
La maladie a commencé à lui priver de sa mobilité avec le temps. Son cocktail de pilules – Rytary, Amantadine et Sinemet – n’a été efficace que pendant un court intervalle de la journée, le forçant à dépendre d’un marcheur le reste du temps. Une fois que son état a progressé, il est devenu difficile pour lui de se lever ou de marcher.
«Je n’ai pas pu récupérer mes petits-enfants parce que j’avais peur de tomber. Ils venaient vers moi et me disaient: « Hé, grand-père, fais-moi un câlin! » mais je ne pouvais pas le faire. C’était très difficile », dit Lock, 64 ans. «J’ai réalisé que ce n’était pas comme ça que je voulais vivre.»
Des années plus tôt, son médecin avait recommandé la stimulation cérébrale profonde, une intervention chirurgicale dans laquelle une ou plusieurs électrodes sont implantées dans le cerveau pour traiter les symptômes d’affections neurologiques chroniques en utilisant l’énergie électrique.
«Comme tout le monde, j’avais peur. Ma première pensée a été: « Hé, personne ne va percer un trou dans ma tête et y mettre quelque chose! » » il dit. «Mais j’étais au point où ça valait le risque qu’il y ait.»
En août 2018, une équipe chirurgicale du Northwestern Memorial Hospital de Chicago a fait rouler Lock dans la salle d’opération, où le neurochirurgien Joshua Rosenow a épluché une partie du cuir chevelu de Lock – révélant la surface osseuse et blanc cassé de son crâne – et a commencé à percer un petit trou dans le côté gauche. En utilisant des scanners d’imagerie cérébrale de pointe pour guider l’emplacement exact de la cible, Rosenow a inséré une électrode de 1,25 millimètre de large dans le thalamus, la partie du cerveau qui, entre autres, relaie les signaux moteurs et sensoriels. Le mois suivant, Rosenow a répété la même procédure sur le côté droit du cerveau de Lock.
Deux mois plus tard, avec deux électrodes nichées au fond de son thalamus, Lock est retourné à l’hôpital pour avoir son cerveau «programmé». Rosenow et l’équipe de neurologie ont affiné les paramètres de l’appareil pour s’assurer que les signaux électriques stimulaient les bons endroits dans le cerveau et à la tension précise.
« Il a marché [into the hospital] avec le marcheur, il est sorti sans le déambulateur, et nous ne l’avons plus utilisé depuis », raconte Marcia, l’épouse de Lock. «C’était la meilleure décision qu’il ait jamais prise.»
Qu’est-ce que la stimulation cérébrale profonde?
Le cas de Lock ressemble à de la science-fiction, mais à ce stade, il est loin d’être inouï. La stimulation cérébrale profonde (DBS) est un domaine en pleine croissance de la neurochirurgie qui a donné de l’espoir aux personnes atteintes de maladies débilitantes.
L’implantation d’électrodes dans le cerveau a été utilisée par les cliniciens depuis les années 30, notamment par le neurochirurgien Wilder Penfield, qui a initialement utilisé cette méthode pour traiter les patients atteints d’épilepsie. En 1987, une équipe de neurochirurgie à Grenoble, en France, a développé la version moderne du DBS comme moyen efficace de traiter les tremblements essentiels et la maladie de Parkinson. Selon un article publié en 2019 La nature, plus de 160 000 patients du monde entier ont bénéficié du DBS pour traiter diverses affections.
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Actuellement, le DBS est approuvé par la Food and Drug Administration des États-Unis pour traiter les patients souffrant de troubles du mouvement, y compris la maladie de Parkinson, les tremblements essentiels et l’épilepsie. La FDA a autorisé l’utilisation de la stimulation cérébrale profonde pour le trouble obsessionnel-compulsif réfractaire et la dystonie sous le Exemption relative aux dispositifs humanitaires. Cependant, les scientifiques pensent que puiser dans le cerveau pourrait traiter une grande variété de conditions et continuent d’explorer le DBS comme thérapie possible pour une gamme de conditions, y compris certains types de dépression, la douleur chronique, le syndrome de Tourette et la maladie d’Alzheimer.
Alors que les experts ne savent toujours pas exactement comment la DBS affecte le réseau neuronal, la théorie dominante est que la procédure provoque ce qu’on appelle une lésion informationnelle: les réseaux dans le cerveau communiquent avec de mauvaises informations, ce qui provoque le dysfonctionnement neurologique, mais la DBS délivre une constante flux d’impulsions électriques – entre deux et quatre milliampères – pour noyer les mauvaises informations avec un bruit blanc.
«Cela empêche une partie des mauvaises informations de causer des problèmes», dit Rosenow. «Cela ne rétablit pas la normale, mais cela empêche certains de ces mauvais signaux de causer des problèmes et de provoquer des symptômes.»
Étape suivante: parler au cerveau
Parce que le cerveau est un organe électrique qui utilise une symphonie de courants électriques pour communiquer avec lui-même et le corps, la prochaine phase de l’évolution de DBS consiste à utiliser les impulsions électriques pour essentiellement «parler» au cerveau dans son propre langage. «Nous ne parlons pas encore intelligemment au cerveau», dit Rosenow. «Nous essayons d’être intelligents quant à l’endroit où nous parlons au cerveau, mais nous n’utilisons pas encore de modèles intelligents de stimulation.»
Plus tôt cette année, Medtronic – l’un des trois principaux fabricants d’appareils DBS au monde – a lancé le Percept PC Neurostimulator, un appareil DBS unique en son genre qui peut surveiller et suivre les signaux cérébraux. «Contrairement aux autres générateurs d’impulsions qui ont été utilisés pour DBS au cours des 30 dernières années, [this device] a la capacité de détecter et d’enregistrer les ondes cérébrales qui se produisent juste autour des électrodes du cerveau », explique Albert Fenoy, neurochirurgien au Memorial Hermann Hospital de Houston, qui a été le premier à implanter le dispositif au Texas. La capacité à enregistrer l’activité cérébrale est une étape majeure qui poussera sans aucun doute le domaine du DBS encore plus loin dans le futur des appareils intelligents.
«S’il peut enregistrer ces informations à un seuil spécifique, alors il a la capacité de stimuler lorsque ces signaux cérébraux sont aberrants pour arrêter cela [dysfunction] et, par conséquent, améliorer la symptomologie », dit Fenoy. «Nous pouvons nous connecter à un seuil précis de paramètres lorsque cet appareil sera stimulant. Il n’est pas allumé en permanence car les signaux cérébraux peuvent ne pas être continuellement aberrants.
Certes, ces types de dispositifs réactifs existent déjà pour l’épilepsie. Lorsque de tels appareils détectent des signaux inhabituels ou anormaux dans certaines zones du cerveau, ils délivrent un petit courant électrique pour arrêter la crise d’épilepsie avant qu’elle ne se produise, mais les neuroscientifiques explorent ces neurostimulateurs réactifs pour la maladie de Parkinson, les tremblements essentiels et d’autres conditions.
Mais DBS – comme de nombreuses autres découvertes scientifiques et progrès technologiques avant lui – n’est pas sans préoccupations.
«Comme toute technologie, elle peut être utilisée pour les malades», déclare Philip Starr, neurochirurgien à l’UCSF Health. «Il y a des considérations de confidentialité. Avec un appareil de détection, quelqu’un peut-il pirater votre appareil cérébral et lire les signaux cérébraux? Finalement, il y aura probablement un moyen par lequel vos signaux cérébraux pourront vous identifier, la façon dont une scintigraphie rétinienne ou une empreinte digitale vous identifie.
Starr rassure le public que les questions éthiques et les implications soulevées par les progrès dans ce domaine sont des facteurs importants dans la façon dont les agences fédérales financent la recherche en neurosciences. Par exemple, le Initiative BRAIN des National Institutes of Health, créée en 2013, a créé une division de neuroéthique pour travailler en étroite collaboration avec les chercheurs et établir un ensemble de principes éthiques qui abordent les nouvelles utilisations de la neurostimulation et d’autres techniques.
«Nous et beaucoup d’autres sommes en partenariat avec des neuroéthiciens qui étudient nos patients, nos soignants et nos cliniciens pour essayer de définir quelles sont les considérations éthiques liées à ces appareils qui peuvent changer l’état émotionnel et peuvent en principe changer votre façon de penser?» Dit Starr. «Comment devons-nous penser à l’utilisation de ces appareils, éventuellement pour les personnes qui n’ont pas de maladie cérébrale, mais qui souhaitent simplement améliorer leur fonction? Est-ce que ça va arriver?
Le meilleur coup?
Pour le moment, DBS ne peut pas contrôler les pensées des gens ni changer leurs émotions. C’est, cependant, un moyen sûr et efficace de modifier la fonction cérébrale pour soulager le fardeau de souffrir de troubles neurologiques, tels que la maladie de Parkinson. Michael Lock en est la preuve vivante. Deux ans après que Lock ait subi la procédure qui a changé sa vie, lui et sa femme sont toujours heureux qu’il ait pris le risque de se faire implanter des électrodes dans son cerveau.
«C’était le meilleur coup que j’ai fait dans ma vie», dit Lock.
Depuis son opération, Lock a retrouvé la qualité de vie que lui avait volée la maladie de Parkinson il y a des années, et ne prend plus de médicaments ni n’utilise sa marchette.
«Lorsque sa maladie de Parkinson a commencé à progresser, il n’a pas montré beaucoup d’émotion. Il était très stoïque et ne riait pas. Tout d’un coup, il est devenu le Mike que je connaissais il y a 45 ans », raconte sa femme Marcia. «J’ai récupéré mon Mike.»